机载SAR半实物快速回波模拟设计及实现

合成孔径雷达(SAR)回波模拟计算量大、用时长,快速的实现SAR回波模拟非常有利于SAR系统的研制。设计了一种基于FPGA的通用雷达快速回波模拟半实物平台;同时为了快速实现SAR回波模拟,改进了基于等效散射体回波模拟算法;考虑到算法的并行运算,优化了可编程逻辑器件(FPGA)硬件实现流程,实现了点目标和自然场景的SAR回波快速模拟并提供高精度的回波数据。实际应用结果表明,设计的通用SAR回波模拟平台能够依据不同的SAR仿真需求快速地模拟回波信号,满足对SAR系统评估测试要求。     

SAR目标模拟器硬件平台设计与实现

针对当前国内大多数雷达目标模拟器不能模拟大时带宽积合成孔径雷达(SAR)目标回波问题,提出了一种SAR目标模拟器硬件平台架构,采用FPGA控制DDRII存储器来存储和输出数字回波,通过数模转换后可以输出带宽150 MHz以上模拟回波信号.由于主机与目标模拟板通信采用CPCI总线,其数据吞吐率比采用USB接口的注入式SAR目标模拟器高.该平台可以3个通道同时输出不同信号,因此可模拟聚束、条带和扫描SAR等工作模式回波.测试结果表明该平台满足系统指标设计要求.     

基于FPGA实现实时SAR成像系统设计

根据合成孔径雷达(SAR)成像基本原理,结合当前基于现场可编程门阵列(FPGA)实现数字信号处理的能力,本文对SAR成像系统的FPGA实现方法做了深入探究.该系统设计将SAR成像算法映射到FPGA中进行实现,结合重新时序分布、展开与合并等算法实现技术,同时注重流水线、并行处理等基本设计技巧,极大地提高了SAR成像系统的运算精度和运算速度.通过仿真验证,设计的系统具有实时高性能的特点,可以很好地满足空载实时SAR成像要求.     

基于扩展目标的雷达目标回波模拟及验证

针对高分辨雷达调试、试验的需求,在对扩展目标模型以及实现方法研究的基础上,推导得到了基于目标布点方式的扩展目标计算公式。然后基于数字储频原理,采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)作为核心处理架构研制了一套雷达目标回波模拟系统,并采用逆合成孔径雷达(ISAR)成像的处理方法,对模拟的目标回波信号进行测试验证。测试结果表明模拟的目标回波能够满足高分辨雷达使用要求,性能优于常规的点目标模拟方法。     

SAR回波数据仿真软件设计

合成孔径雷达具有全天时、全天候成像的优点,在遥感领域获得了越来越多的应用。SAR原始数据对于SAR信号处理和成像算法研究是必不可少的,但是真实数据的获取不方便且代价高,因此对于SAR原始回波数据的仿真成为研究热点。一般通过电磁仿真来模拟回波数据的计算量过大,效率较低。为了解决这一问题,文中在英伟达公司推出的光线跟踪开发工具包Optix基础上设计了一种应用于SAR大场景实时仿真的软件,即把计算机图形学中的光线跟踪技术应用到SAR回波仿真中,实现对三维复杂场景高效、精确的仿真。     

基于VPX架构和第四代Sharc DSP的SAR信号处理系统

给出了一种基于VPX架构和ADSP-21469的合成孔径雷达(SAR)实时信号处理机的设计与实现.处理机分别采用基于FPGA的交换机和各Lane接收缓冲再同步技术解决板内外数据交换和多Lane Serial RapidI/O同步难点,实现了实时宽带雷达回波中频采样变换和SAR成像处理.测试表明,该信号处理机比相同处理能力的传统处理机至少减少40W功耗,并具有高达1 Gbyte/s的I/O吞吐力.     

面向应用的SAR场景回波信号仿真质量评估方法

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)回波信号仿真具有广泛的应用背景,国内外提出了很多行之有效的SAR回波仿真方法.然而,衡量SAR回波信号仿真质量的手段相对缺乏,现有方法是采用点目标的峰值旁瓣比衡量仿真质量,但是缺乏对仿真目标或场景的评估能力.文中从SAR回波信号仿真的应用背景出发,结合目标与地物的特征,分别对目标与场景的回波信号仿真质量进行评估.利用仿真的SAR目标与场景,证实了该评估方法的合理性与可行性.     

星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

合成孔径雷达原始信号的模拟方法

合成孔径雷达(SAR)原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义,是合成孔径雷达系统研制的一个重要方面.说明了原始信号模拟系统的构成,介绍了现有的原始信号模拟方法.基于时域信号模型,对合成孔径雷达的回波进行模拟,生成了理想的点目标回波数据,用距离-多普勒算法处理得到点目标成像结果,验证了处理流程的可行性.     

基于DDS的SAR点目标回波模拟源的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)模拟技术在SAR的研究和系统研制工作中具有十分重要的作用.设计并实现了基于直接数字合成技术(DDS)的SAR系统点目标回波模拟源,该模拟源主要包括ARM控制单元和DDS线性调频信号源两个部分.由ARM控制单元根据点目标回波信号模型计算得到多普勒相位值、方位幅度加权值等参数,控制线性调频信号的相位和幅度,直接产生模拟的回波信号.实验结果表明,该模拟信号源电路工作正确可靠,能满足SAR系统设计要求.     

基于TS101的SAR回波信号模拟器设计与实现

针对SAR系统的测试要求,设计了一套基于DSP处理器TS101的SAR回波模拟器。该模拟器采用标准的CPCI 6U板。利用CPCI总线技术实现人机交互,能够根据目标回波参数生成所需的SAR回波数据,并通过DSP的链路口输出两路正交回波信号。测试结果表明,该模拟器生成的回波信号质量高,实时性强,能够满足SAR系统测试的需求,具有很高的工程应用价值。     

Spaceborne SAR real-time echo simulation platform based on VPX

To perform the ground test of a spaceborne Synthetic Aperture Radar （SAR） system, an echo simulator with the characteristics of multimode, multi-assemblage, and real time is proposed in this paper. A hardware platform of the real-time echo simulator based on the VPX bus is designed. With this platform, real-time multi-point echo generation and scenario targets echo generation can be achieved by the real-time signal processing in Field Programmable Gate Array （FPGA）, utilizing the parameters calculated by the industry computers. Fklrthermore, this platform can output different signals if it is expanded to multi-channels, making it possible for the assignment of echo generation and test in different spaceborne SAR modes. The test results with the actual SAR system show that this platform can satisfy the system requirements and is now used in practice.     

基于虚拟仪器技术的雷达信号模拟器设计．

为了解决采用DSP技术的雷达模拟器的硬件外围电路设计复杂、人机交互界面设计繁琐的问题,利用FPGA芯片控制能力强,设计灵活以及LabVIEw语言易于实现人机交互界面设计等优点,采用计算机结合NI公司的PCI-5640R数据收发中频卡,设计了雷达回波模拟器。利用Matlab仿真出线性调频、杂波、干扰等信号数据后,通过PCI总线把它们写入板卡的FPGA中,由FPGA控制时序,经D／A转换后将数据送出,从而实现雷达回波信号的模拟。实验结果表明,该模拟器具有良好的通用性和精确度,并且结构简单,使用灵活。该设计形式对于今后雷达信号模拟器模块化设计具有借鉴意义。     

一种宽带雷达回波信号模拟器设计

雷达回波信号模拟是雷达系统研制的重要组成部分,通过分析对比三种信号模拟方法各自的特点,根据实际工程背景选择了一种最适合的宽带雷达回波信号模拟器设计方法。该设计方法基于FPGA+AD9957结构,文中首先以固定点目标为例分析了ISAR信号目标回波的特点,然后根据相应的回波信号特点介绍了模拟器的设计思路及模块构成并阐述了基于AD9957的宽带信号生成方式。经实验证明,该回波信号模拟器具有输出带宽大和产生复杂信号的能力,满足工程技术指标要求。     

雷达导引头DBS回波信号模拟器设计

半实物仿真是雷达导引头研制过程中性能评估及验证的有效手段,为实现在实验室内对雷达导引头DBS成像算法的评估验证,设计一种基于FPGA和DSP硬件实现的DBS回波信号模拟器,实现了目标方位上回波信号的模拟。模拟器的数据采集结果经DBS成像处理后,与理论仿真结果进行对比分析,验证了所设计雷达导引头DBS回波信号模拟器的正确性。该模拟器已成功应用于导引头研制阶段DBS成像算法的评估验证。     

一种基于FPGA的自然场景的实时SAR回波模拟器

为了降低测试雷达系统的成本,设计出一种实时雷达回波模拟器对测试雷达系统的各项参数有很大的帮助。文中采用等效散射体回波模拟算法设计了一种基于FPGA的SAR回波模拟器。通过优化回波模拟算法,实时实现了SAR的回波模拟。实验结果表明,该设计模拟器可以在10.7 s内模拟出一帧1 024×1 024的自然场景的回波数据。最后对回波数据成像质量评估,证明了该回波模拟器的正确性。     

基于DDS技术的三坐标雷达目标模拟器

针对一种三坐标雷达故障检测和在线模拟训练需求,文中设计一款雷达目标模拟器。该目标模拟器基于直接数字频率合成技术,采用数字信号处理器+现场可编程阵列+直接数字频率合成硬件架构,通过软件配置生成一组和、差模拟中频回波信号,可模拟特定方位、俯仰以及距离的雷达目标回波。采用该目标模拟器进行系统联试,结果表明该模拟器控制简单、运行稳定,便于扩展。     

一种非相参雷达回波信号模拟器的设计

分析雷达回波特性,从非相参信号模拟开始,提出一种雷达回波模拟器的实现方法。该方法可以利用已知或计算机产生的目标信息运算获得回波信号数据,通过FPGA或DSP芯片控制DDS产生中频回波信号。这种方法具有极大的灵活性和通用性,只要改变计算机回波信号计算模型或参数,即可实现不同回波信号的模拟。